Kemirgenlerde Diyetkaynaklı Obezitemodellemeiçin Güvenilir Bir Yöntem olarak Lezzetli Batı tarzı Kafeterya Diyet

Özet

Bu protokol, kemirgenlerde aşırı yeme ve obeziteyi modellemek için son derece lezzetli, batı tarzı bir kafeterya diyetinin kullanımını açıklamaktadır. Burada, gıda seçimi, hazırlanması ve ölçümü nün ayrıntılı bir anahatını sağlamakta ve sağlam ve tekrarlanabilir bir fenotip oluşturmaya yardımcı olan metodolojik faktörleri açıklıyoruz.

Özet

Obezite hızla gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde insidansı artmaktadır ve birçok hastalık neden veya alevlendirecek bilinmektedir. Obezitenin sağlık yükü ve komorbid koşulları patogenezinin daha iyi anlaşılması gereğini vurgulamakla birlikte, etik kısıtlamalar insanlarda çalışmaları sınırlamaktadır. Bu amaçla laboratuvar hayvanlarında dışarıdan geçerli obezite modelleri kilolu ve obezite olmanın anlaşılması için gereklidir. Birçok tür insanlarda obezite eşlik eden değişikliklerin aralığını modellemek için kullanılmış olsa da, kemirgenler en yaygın olarak kullanılır. Laboratuvarımız sürekli önemli kilo alımı ve kemirgenlerde metabolik hastalık belirteçleri yol açan bir batı tarzı kafeterya diyet geliştirdi. Diyet hiperfaji ikna etmek için son derece lezzetli gıdalar çeşitli kemirgenler ortaya koymaktadır, modern batı gıda ortamı modelleme. Bu diyet hızla aşırı yeme ve obezite etkilerinin incelenmesi için izin sıçanlarda kilo alımı ve vücut yağ birikimi neden olur. Kafeterya diyet arıtılmış yüksek yağlı veya yüksek yağlı, yüksek şekerli diyetler gibi makrobesin ve mikrobesin profili üzerinde aynı kontrol sağlamayabilir iken, kafeterya diyet genellikle saflaştırılmış ile gözlenen daha ciddi bir metabolik fenotip neden olur diyetler ve aşırı kilolu ve obez insan popülasyonunda gözlenen metabolik bozukluklar doğrultusunda daha fazladır.

Giriş

Obezite ve ilgili komorbiditeler küresel sağlık yükü¹ büyük bir katkı yapmak ve^{Avustralya'da}hastalık yükünün% 7 için hesap 2 . Obezite için önde gelen risk faktörü doymuş yağ ve rafine karbonhidrat yüksek sağlıksız diyetlerin tüketimi, ve lif ve mikro besinler düşük³. Obezite için terapötik müdahale hedeflerinin belirlenmesi, birden fazla biyokimyasal ve fizyolojik sistem üzerindeki etkilerini sistematik olarak değerlendirebilen modeller gerektirir. Obezite nin etyolojisini anlamamız, çevresel faktörlerin kolayca görülebildiği kontrollü koşullarda zaman içinde davranışsal, metabolik ve moleküler etkilerin çalışabildiği kemirgen modelleri kullanılarak önemli ölçüde gelişmiştir. Manipüle.

Diyet kaynaklı obezite kafeterya diyet (CAF) modeli ya doymuş yağ, rafine karbonhidrat, ya da her ikisi de yüksek lezzetli gıdalar çeşitli kemirgenler 'standart yemek diyet ihtirkileme oluşur. Bu gıdalara örnek olarak kek, tatlı bisküvi ve yüksek yağlı tuzlu atıştırmalıklar (işlenmiş etler, peynir ve cipsler gibi) verilebilir. Bu güvenilir kemirgenlerde hiperfaji ve hızlı kilo alımı teşvik eder. Modelin temel özellikleri modern gıda ortamı simüle etmek için tasarlanmış son derece lezzetli gıdalar, çeşitli sağlanması vardır. Çeşitli erişim kısa vadeli⁴ üzerinde sıçanlarda gıda alımını artırır ve insanlarda⁵ gıdalar lezzet için eşleşir bile ve lezzet ve koku ipuçları sadece değişir^4,6. Ancak, bir çalışmada, lezzet ve doku çeşitli enerji ve makrobesin uyumlu saflaştırılmış diyetler sağlayan^sıçanlardauzun vadeli vücut ağırlığı alımı üzerinde hiçbir etkisi olmadığını gösterdi 7 , bu besin kompozisyonu ve farklı post-oral etkileri düşündüren farklı gıdalar da aşırı yeme katkıda bulunabilir. Birden fazla tat ve dokulara maruz kalma duyusal özgü tokluk üstesinden, alternatif bir göre yakın zamanda yenen bir gıda yemek arzusunda azalma açıklar⁵. Laboratuvarımızda birçok kohort lar arasında, benzer şekilde son derece lezzetli gıdaların kullanımı daha fazla aşırı yeme güçlendirir gözlemledik.

Sclafani^8'in 'süpermarket gıdaları' (marshmallow, çikolata, fıstık ezmesi, kurabiye, salam ve peynir gibi) bir ürün yelpazesine maruz kalan kadın farelerin hızlandırılmış kilo alımı sergilediğini bildirmesinden bu yana, bu CAF diyeti 40 yılı aşkın süredir kullanılmaktadır. kontrollere göre. Bu ve diğer erken çalışmalar CAF tarzı diyetler saf yüksek yağlı veya yüksek karbonhidrat diyetleri ⁸daha etkili kilo alımı hızlandırmak için ortaya çıktı kaydetti^,9. 1980'lerde çalışma makrobesin profilleri^{karakterize 10} ve yemek desenleri¹¹ sıçanların CAF diyetler beslenen, ve yağ kütlesi ve insülin düzeyleri⁹derin değişiklikler gösterdi^,10 ve termogenez¹². Grubumuz 20 yılı aşkın bir süredir obezite modeli için CAF diyet kullandı^13,14 ve bu süre içinde biz diyet çeşitli türevleri kullandık. Sıçanlar düzenli yemek ve su ek olarak, her gün en az iki tatlı ve iki tuzlu gıda maddeleri ile sunulmaktadır. Son yıllarda biz% 10 sakaroz çözeltisi ile katı CAF gıdalar takviyesi başladı. CAF diyetini farklı deneysel tasarımlara göre uyarlama yeteneği modelin bir gücüdür.

CAF diyetler hemen hiperfaji teşvik (yani, ilk içinde 24 saat) ve vücut ağırlığı ve yağ kütlesi sürekli kazançlar. Ancak, çeşitli maksimize bir sonucu makrobesin ve mikro besin alımı kontrol edilmez, aşılmaz bir kusur olarak bir nokta bazı bakış¹⁵. Diyetkaynaklı obezite çalışmaları daha yaygın saflaştırılmış yüksek yağlı (HF) veya kombine yüksek yağlı, yüksek şekerli (HFHS) diyetler, beslenme içeriği üzerinde hassas kontrol sunan ve günlük izleme gerektiren CAF modeli, daha az emek yoğun olan programın dikkatli bir şekilde planlanması ve yürütülmesi. Onların yağ asidi profili ve yağ ve sakaroz oranları insan diyet alımı¹⁶ile hizalamayabilir gibi ticari olarak kullanılabilir saflaştırılmış HF diyetlerin çeviri alaka, devam eden tartışma konusudur. CAF diyet saflaştırılmış diyetler gibi besin bileşimi üzerinde kontrol aynı derecede sunmuyor olsa da, en modern toplumlarda gıda seçenekleri karakterize edilebilirlik ve çeşitli modellemek amaçlamaktadır.

Protokol

Burada açıklanan protokol farelerde kullanılmak üzere optimize edilmiştir. Biz farelerde başarıyla CAF diyet kullanmış olsa da^17,18, yumuşak gıda öğütme gıda alımı önlemlerinin güvenilirliğini azaltarak daha fazla hata tanıtmak olabilir¹⁹. Bu protokol, New South Wales Üniversitesi Hayvan Bakım ve Etik Komitesi tarafından onaylanır ve Avustralya Ulusal Sağlık ve Tıbbi Araştırma Konseyi.

NOT: Kısa süreli çalışmalarımızda çok az yan etki gözlenmiştir (yani <10 hafta reklam libitum CAF erişimi); caf diyet²⁰sıçanlarda genel refah, aktivite, sosyallik veya anksiyete benzeri davranış değişiklikleri hiçbir kanıt yoktur. Uzun aralıklarla sonra (>16 hafta) KAF ile beslenen sıçanlarda çok zaman zaman kardiyovasküler olaylar gözlenmiştir.

1. Hayvan Uyumu ve Barınma

1. Acclimate fareler 5-7 gün için tesise geldikten sonra kontrol diyet ve su ücretsiz erişim ile. Varıştan sonra günlük 24 saat başlayan fareleri tutun; DÜZENLI kullanım önemlidir bu yüzden CAF diyet kafes ile günlük etkileşim içerir.
2. Tüm kafeslere çevresel zenginleştirme sağlanmıştır. Standart bir kafes kırmızı polimetil metakrilat kutusu içerir, yuvalama malzemesi ve ahşap bir çiğneme çubuğu, CAF diyet içinde sağlanan yumuşak gıdalar çiğnemek için sert öğelere erişim olmadan maloklüzyon gelişmekte fareler neden olabilir, çünkü önemlidir.
3. CAF diyet başlamadan önce, CAF veya chow gruplarına kafesler atamak ve bu gruplar arasında vücut ağırlıkları ortalama ve aralığı karşılaştırarak vücut ağırlığı başlatmak için eşleştirilmiş olduğundan emin olmak ve gerektiği gibi yeniden tahsis. Aydınlatma pozlama sirkadiyen ritimleri etkileyebilir gibi, gıda alımı ve etkinliği, CAF ve chow kafesleri koloni odasında eşit olarak dağıtılır sağlamak.
   NOT: Kemirgenler, grup içinde (özellikle erkekler) sosyal hiyerarşiler oluştururlar. Sosyal stresin etkileri kısmen fareler benzer bir vücut ağırlığı (bir kafes içinde zorbalık azaltmak için) başkaları ile barındırılır sağlanması ile kontrol edilir. Ayrıca, kafeterya diyet eşit olarak tüm sıçanlar diyet erişimi böylece kafes etrafında dağıtılmalıdır.

2. Diyet Seçimi ve Kurulumu

1. Zamanlama
   1. Düzenli yemek ve suyun her zaman kullanılabilir olduğundan ve her gün en az iki tatlı ve iki tuzlu ürünle desteklendirildiklerinden emin olun (haftalık bir program örneği Tablo 1'degösterilir; Şekil 1'degösterilen 3 gün boyunca gıda seçenekleri). İsteğe bağlı ekstralar yüksek yağlı, yüksek şekerli chow ve% 10 sakaroz çözeltisi vardır.
   2. Makrobesin oranlarında benzer her kategori içinde gıdalar seçin: tüm tatlı öğeleri yağ daha karbonhidrat nispeten daha yüksek ve tüm tuzlu öğeleri karbonhidrat daha yağ daha yüksektir. Amaç CAF gıdaların her günlük set yağ, karbonhidrat, şeker ve protein benzer oranlarda sağlamak.
   3. Hiperfajiyi sürdürmek için menü gerekirse özel olarak uyarlanabilmesi için deney boyunca tüketimi düzenli olarak izleyin. Tablo 2, çeşitli örneğin gıdalar için enerji yoğunluğu ve makrobesin bilgileri sağlar ve 200 g erkek Sprague Dawley sıçanlar için başlangıç miktarları önerilir.
   4. Bu gıda alımını azaltabilir gibi, ardışık günlerde veya çok sık bir hafta içinde herhangi bir tek gıda besleme kaçının. Bu durumda, yeniden birleştirmeden önce birkaç gün için programdan gıda atlayın.
      NOT: Sıçanlar neofobi gösterebilir ve yeni gıdaların çoğu tüketilip tüketilmeyeceğini belirlemek için tekrar tekrar maruz kalma gerektirir. Sıçanlar genellikle maya içeren gıdalar tercih etmez (ekmek, pizza, vb) veya narenciye veya kahve aroması olanlar.
2. Isldeki gıdalar
   1. Yatak kirlemeyi önlemek için, ton balığı konservesi gibi bir kapta nem içeriği daha yüksek gıdalar sunmayı düşünün. Bu yapılırsa boş kaplar da kontrol kafesleri sağlanmalıdır.
3. Diyet kaynak
   1. Kullanılan CAF gıdaların zımba olduğundan emin olun veya gıda maddelerinin tutarlı kalması ve değiştirilmesi gerekmemesi için tüm deney için yeterli bilgi edinin.
4. Diyet depolama
   1. Ambalajında veya -20 °C'de belirtilen gıdaları saklayın ve kullanmadan bir gece önce eritin. Kuru ürünleri (bisküvileri) hava geçirmez bir kapta saklayın.
5. Sakaroz çözeltisi (isteğe bağlı)
   1. Sakaroz çözeltisi hazırlayın, genellikle %10 (w/v) toplu olarak (2-5 L) ve kullanılmadığı zaman 4 °C'de saklayın.
   2. Bakteriyel veya mantar büyümesini önlemek için haftalık (en az) sakaroz şişeleri değiştirin. Şişeleri günlük olarak inceleyin ve büyüme belirtileri görülürse değiştirin.
      NOT: Sakaroz her zaman kullanılabilir su, ek olarak sağlanmaktadır.

3. Kafeterya Diyet Hazırlama

1. Defrost
   1. Kullanmadan önce ~ 24 saat çözülmek için CAF gıdaların uygun miktarda alın. Gıda bir mikrodalga kullanılarak çözülebilir ama sıcak iken sunulmamalıdır.
2. CAF diyet günlük ikmal
   1. CAF diyet gıdalar günlük değişen çeşitli maksimize edilmesini sağlar, ve kafes kirleme en aza indirilir. Sıçanlar karanlık döngüsünün ilk bölümünde günlük alımının çoğunu yemek gibi, gıda şu anda taze böylece karanlık programın başlangıcına yakın CAF gıda ikmal idersme. Gıda alımı ölçülmemektedir bir günde CAF diyet ikmali.
   2. Chow gruplarını, bu grubun benzer bir günlük deneyime sahip olmasını sağlayacak şekilde besleyin.
      1. Su şişelerini ters çevirin (dışarı lar kadar), kafesi çalışma alanına yerleştirin ve kapağı çıkarın.
      2. CAF kafeslerinin yataklarından gıda maddelerini toplama işlemini simüle etmek için yaklaşık 20 s'lik yatak takımlarını hafifçe rahatsız edin.
      3. Kafes yatak larında gıdaya maruz kalma eşitlemek için, yatak içine gıda haznesinden yemek pelet küçük bir avuç yerleştirin.
      4. Kafes kapağını geri getirin ve dökülmeyi en aza indirmek için sadece kafes yerleştiğinde su şişelerini değiştirerek rafa dönün.
   3. Kafeterya gruplarının beslenmesi
      1. Her kafes için etiketli bir kap içine CAF diyet öğeleri hazırlayın.
      2. Su şişelerini ters çevirin (dışarı lar kadar), kafesi çalışma alanına yerleştirin ve kapağı çıkarın.
      3. Yatak takımları eski kafeterya diyet mümkün olduğunca çok çıkarın.
      4. Kafese taze kafeterya diyeti yerleştirin.
      5. Kafesi kapatın ve rafa geri dönün.
      6. Su ve sakaroz şişeleri değiştirin.
         NOT: CAF diyet chow sıçanlar maruz önlemek için, CAF kafesleri önce chow kafesleri besleme düşünün, ya da tam tersi. Eldivenfarklı diyet gruplarından sıçan işleme arasında değiştirilmelidir.
3. Gerektiği gibi yemek, su ve sakaroz şişeleri kadar top. Kutular yiyecek ve su kadar tepesi sonra ağır olduğu gibi diğer prosedürlerden sonra bunu yapmak daha verimlidir.
   NOT: CAF kutuları toprak daha hızlı ve ıslak yatak yanı sıra güçlü kokulara maruz kalma tarafından indüklenen stresten kaçınmak için daha sık değiştirilmesi gerekir. Yatakları günlük olarak inceleyin ve uygun şekilde değiştirin.

4. Gıda Alımı 24 H Üzerinde

NOT: Gıda alımı ölçümleri haftada birkaç kez ayrı bir 24 saat periyot ta yapılır.

1. CAF diyet başlatırken, diyet etkinliğini izlemek için haftada en az iki kez vücut ağırlığı ve 24 saat gıda alımını ölçmek. Karanlık fazın başlangıcına yakın gıda alımı ölçümlerine başlayın. Lezzet ve enerji yoğunlukları için eşit zaman içinde değişikliklerin doğru izlenmesine izin verecektir gibi, gıda alımı ölçüm günlerinde CAF gıdaların aynı seti sunmak için amaç.
   NOT: Aynı gıdalara aşırı maruz kalma zamanla hiperfaji azaltabilir gibi bu, haftada gıda alımının >2 ölçümleri gerektiren çalışmalar için mümkün olmayabilir.
2. CAF ve kontrol diyet alımı önlemleri
   1. CAF diyetini hazırlayın ve her bir kafes için etiketli bir kap içine yerleştirin, her bileşeni tartın ve kaydedin. Şekil 1, tamamlanmış bir CAF gıda setini gösterir. Tablo 3 örnek bir gıda alımı izleme tablosundan oluşmaktadır.
   2. Gerektiğinde su, sakaroz ve chow seviyelerini doldurun.
3. Chow (kontrol) kafesleri için
   1. Su şişelerini ters çevirin (dışarı lar kadar), kafesi çalışma alanına yerleştirin ve kapağı çıkarın.
   2. Fareleri tartın ve sonra onları çevresel zenginleştirme ile birlikte taze yatak takımları ile bir kafese aktarın.
   3. Su şişeleri ve yemek rekor ağırlığı.
   4. Kafes kapağını değiştirin, kafesi rafa geri getirin ve sonra su şişelerini ters çevirin. Görevlilere ve araştırmacılara şişelere ve yemeklere dokunmamalarını bildirmek için kafese 'GIDA Gİrİşİ' yazan küçük işaretler eklenebilir.
4. CAF kafesleri için:
   1. Adım 4.3'teki gibi aynı adımları gerçekleştirin. Ayrıca fareler transfer edilmeden önce taze yatak ile kafes etrafında CAF gıdaların önceden tartılmış konteyner dağılım.
   2. Fareleri en az rahatsızlık la 24 saat bekletin. Beklenmeyen aksaklıkları (örn. koloni odasına yeni farelerin gelişi veya ortam gürültüsündeki değişiklikler) kaydedin.
5. Gıda alım ölçümlerini bitirin
   1. Su şişeleri ve chow kafesler için chow kayıt ağırlığı, dikkatle chow parçaları için yatak arama. Tamamlandıktan sonra kafeslerden 'gıda alımı' işaretini çıkarın.
   2. CAF kafesler için taze CAF diyet hazırlayın.
   3. Her CAF kafesi için
      1. Su, chow ve sakaroz rekor ağırlığı.
      2. Kafes kapağını ve çevresel zenginleşmeyi kaldırın.
      3. CAF parçalarını yatak lardan dikkatlice çıkarın ve ayrı kaplara yerleştirin. Önce en büyük parçaları çıkarın ve sonra sistematik olarak nazik süpürme hareketleri kullanarak bir ucundan diğerine tüm kafes yatak elemek.
         NOT: Yiyecek toplarken her kafese aynı derecede bakım uygulayın. Kayıt bir kafes özellikle dağınık olmuştur-bazı durumlarda sıçanlar toplamak zor ince bir toz içine kek ve / veya bisküvi öğütmek olacaktır. Bu yapay gıda alımı önlemleri şişirmek olabilir.
      4. Kafes etrafında yeni CAF diyet dağıtın, çevresel zenginleştirme dönmek, kafes kapağını kapatın ve rafa dönmek, 'gıda alımı' işareti kaldırarak.
      5. Her CAF gıdasının en yakın 0,1 g. Kafes başına tüketilen toplam gıdayı elde etmek için ilk gıda ağırlığından kalan gıdaları çıkarın ve sonra her kutudaki fare sayısına bölün (böylece eşit alım varsayılarak).
      6. Üretici tarafından sağlanan her gıdanın enerji yoğunluğu (kJ/g) ile tüketilen miktarı (g/rat) çarpın.
         NOT: Makrobesin alımını hesaplamak için karbonhidrat ve protein için 16,7 kJ/g, yağ için 37 kJ/g enerji yoğunluklarını kullanırız.

Sonuçlar

Şekil 2A'dagösterildiği gibi, CAF diyet beslemesi, erkek Sprague Dawley sıçanlarının üç kohortundan elde edilen verilere dayanarak, 6 hafta boyunca tutarlı olan chow kontrollerine göre enerji alımında 2,5 kat artış sağlar. Diğer çalışmalar hiperfagia bu ölçüde 10²¹ ve 16²² haftalık deneyler üzerinde sürdürülmektedir doğruladı. Ağırlık eğrisi(Şekil 2B)

Tartışmalar

Yağ ve şeker yüksek son derece lezzetli gıdalar çeşitli fareler maruz bırakarak, BURADA açıklanan CAF diyet protokolü birçok kişi tarafından yenen sözde 'batı diyet' güvenilir ve sağlam bir model sağlar. Kontrollere göre enerji alımında önemli bir artış olarak değerlendirilen hiperfaji, ilk 24 saat maruziyette gözlenir ve haftalar içinde istatistiksel olarak anlamlı vücut ağırlığı farklılıkları görülür. Böylece, CAF kemirgenler için diyet kaynaklı obezite etkili bir modeldir.

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
2-5 L plastic bottle			For preparing 10% sucrose solution, if applicable
Chopping board			Plastic is advised
Freezer			For storing CAF foods
Gordon's maintenance rodent chow	Gordon's Specialty Stockfeeds (Australia)		Maintenance diet used in our laboratory (14 kJ/g; 65% carb, 13% fat and 22% protein, as energy)
Large plastic storage boxes			All items above can be stored in containers for easy access
Large spoon			For CAF diet preparation
Microwave			For CAF diet thawing (when required)
Non-serrated knife			For CAF diet preparation
Paper towel			Important for cleaning work surfaces and the knife during CAF prep
Plastic containers			These are for weighing CAF food items on measurement days
Plastic funnel			For preparing 10% sucrose solution, if applicable
Red light			As CAF diet should be refreshed near the onset of the dark phase each day, a red light will assist when working in the dark
Tuna tins			For presenting 'wetter' CAF food items. Plastic containers may also be suitable
Weigh container x 3			Separate containers should be used to weigh rats, chow & bottles, and CAF foods
Weighing scale			Sensitivity to 0.1g is recommended
White sugar			For 10% sucrose solution, if applicable